余白石，赵治平

（中国船舶重工集团有限公司第七一〇研究所，湖北 宜昌 443003）

0 引言

水下预置武器是传统水雷武器的延伸和扩展。水雷是一种主要攻击水中和水面目标的水中武器，而水下预置武器是一种可以装载导弹、无人机等中远程杀伤性武器的水中兵器，其打击对象包括空中、地面、水面和水下目标，其布放、待机方式与水雷相似[1]。

美国DARPA正在研究的UFP和“海德拉”[2]是具有代表性的两型水下预置武器，其他国家也正在开展相关研究工作。

为了对抗这一新型水中兵器，我国应尽快发展反预置武器系统，在现有的反水雷研究基础上，根据预置武器的具体特点，梳理出反预置武器的体系、装备、技术发展路线。

图1 海德拉概念图Fig.1 Conception of Hydra

图2 UFP概念图Fig.2 Conception of UFP

1 反预置武器体系

我国当前应着重发展反预置武器的3种能力，即监测能力、搜寻能力和处置能力，与之对应地需发展反预置监测体系、反预置搜寻体系和反预置处置体系。

1.1 反预置监测体系

传统的水雷武器布放范围和打击范围有限，因此即便没有监测装备确定探测搜寻范围，也只需通过对重要航道水雷的猎扫清除，即可避免舰船被水雷毁伤。水下预置武器的布放范围和打击范围较广，它已升级为水下战略武器，而非一般水中兵器。需要在较广阔的海域中对其进行搜寻和处置，若无前期的监测信息确定大致的搜寻范围，搜寻和处置工作将如同大海捞针，因此必须发展反预置监测装备体系。

反预置监测体系以空间分布来分类，可分为：海底监测装备、水中监测装备、水面监测装备、空中监测装备和太空监测装备等。以监测介质来分类，可分为：水声监测装备、振动监测装备、电场监测装备、电磁信号监测装备等。以监测平台来分类，可分为：海床基监测装备、AUV监测装备、水下滑翔机监测装备、浮标监测装备、USV监测装备、气球监测装备、无人机监测装备、星基监测装备等。

图3 反预置监测体系Fig.3 Surveillance system of anti-preset weapons

1.2 反预置搜寻体系

对预置武器的搜寻是反预置武器最为关键的环节，由于预置武器具备远程激活功能，因此无法采用传统的“非接触式扫雷”方式对其“诱爆”清除，需研制“类猎雷”装备对其搜寻，且必须满足大深度、大范围和智能化的使用需求。

反预置搜寻体系以空间分布来分类，可分为南海区域搜寻装备、第一岛链内搜寻装备和西太平洋区域搜寻装备。以探测介质来分类，主要可分为声呐搜寻装备和电磁搜寻装备；以搜寻平台来分类，主要可分为船载拖曳式搜寻装备和AUV搜寻装备。

图4 反预置搜寻体系Fig.4 Detection system of anti-preset weapons

1.3 反预置处置体系

处置是反预置的最终环节，可借鉴对水雷的处置方式，对预置武器实施爆炸毁伤，也可根据预置武器的特点，对其进行软杀伤。根据不同类型的预置武器需进行不同方式的处置，如针对沉底类预置武器，可采取爆炸方式将其毁伤，而针对锚系类预置武器，可采取“截割”方式将其毁伤。在不同时期也须采取适宜的处理方式：如在和平时期发现威胁我国的预置武器时，可采取安装遥控炸药或安装干扰装置等隐蔽方式对其处置；而在战争时期发现预置武器时，则需采取立即毁伤的方式对其进行处置。

反预置处置体系以处置方式来分类，可分为爆炸毁伤式处置装备（如灭雷弹、灭雷具等）、截割毁伤式处置装备、干扰式处置装备（如干扰网索、电磁干扰器等）等。以处置平台来分类，可分为船载式爆破处置装备、AUV/ROV搭载式爆破处置装备、AUV搭载式放过处置装备、各类以AUV为平台的干扰装备。

图5 反预置处置体系Fig.5 Disposal system of anti-preset weapons

2 反预置武器装备发展建议

2.1 监测装备发展建议

反预置监测的目的就是通过监测水下预置武器的通信信号，确定预置武器的布放范围，因此任何可用于对预置武器定位的信号都应进行相应的监测，而多种信号监测信息的融合会提高对预置武器布放范围判断的精准度。应建立多传感器立体化监测系统，这其中包括布放于海底的振动信号监测系统和电场信号监测系统，布放于水中的水声信号监测系统，装载于水面、空中或卫星的电磁波信号监测系统。以下介绍几种典型的反预置监测装备。

1）振动信号监测系统。

利用分布式光纤振动信号监测系统可监测敌方船只的入侵信息和布放水雷或水下预置武器的特征信号。光纤振动信号监测系统的主要技术难点是在复杂海洋环境下提取出微弱的振动特征信号。由于人工智能技术的发展，该技术难点已被攻克[3]，因此可在重要航道、重点区域建设分布式光纤振动信号监测系统。该系统的优点是光纤不仅可作为振动传感器，也可作为监测系统的传输通道，传输其他监测信息；缺点是施工量大，建造成本和维修成本较高。

2）水声信号监测系统。

在重点区域布放水声传感器网络节点，可对预置武器唤醒信号发射源进行精确定位[4]，再结合地理信息可估计出水下预置武器的布放区域。该系统的优点是可对预置武器唤醒信号发射源进行精确定位；缺点是易受海洋环境噪声干扰，且需要其他信息支援才可估算预置武器的布放范围。

3）空间电磁波信号监测系统。

水下预置武器与卫星或地面基站进行通联时，可利用空间电磁波信号监测系统对其进行定位。在具体实施时，可考虑利用浮空平台或低轨卫星对其联合定位。该系统的优点是覆盖范围广，定位精度高；缺点是环境干扰较大，不易提取特征信号。

2.2 搜寻装备发展建议

根据反预置的需求，应重点发展大深度、大范围使用的智能化反预置快速搜寻装备，典型的装备目标图像如下。

1）大深度快速拖曳式搜寻系统。

工作深度应满足搜寻深海预置武器的需求（如美国UFP预置武器工作深度至少为4 000 m），且能在较快的拖曳速度下保持较深的工作水深，拖体上装载有较大探测范围的探测声呐，具有计算机辅助识别功能。该装备的主要技术难点在于：①拖曳时既要保证较快的拖曳速度，又要达到较深的工作水深；②声呐探测范围越大，频率越低，成像效果也越差，因此无法依靠图像信息来完成计算机辅助识别功能，需直接通过原始的水声信号特征来进行识别。该系统的优点是续航时间长，并且可实时观察探测数据，搜寻效率较高；缺点是隐蔽性差，在战时易受攻击。

2）AUV集群搜寻系统。

利用AUV集群系统对水下预置武器进行搜寻是未来较理想的搜寻方式，该类型AUV系统除了具备大深度使用要求以外，还必须满足长时间连续快速搜寻的能力，以及智能识别预置武器的能力。其主要技术难点在于：①对能源系统续航力要求较高；②对信息处理系统和自主控制系统的智能化要求较高；③对通信系统的跨介质保密传输能力要求较高。在当前阶段来看，AUV搜寻水下预置武器的优点是工作方式较隐蔽；缺点是续航时间较短，布放及回收时间较长，无法实时观察探测数据，需要数据回放，作业效率较低。

2.3 处置装备发展建议

1）爆破毁伤式处置装备。

此类装备可在现有的反水雷武器的基础上加以深化，提高工作深度和爆破精准度即可，如大深度灭雷弹、大深度灭雷具等。此类装备的优点是操作过程简便，作业效率较高；缺点是隐蔽性较差。

2）截割毁伤式处置装备。

此类装备典型使用方式是以AUV搭载低张力放过器，放过截割锚系式预置武器的锚链，从而达到隐蔽破坏的目的。此类装备的优点是作业过程较隐蔽，适合和平时期对水下预置武器进行处置；缺点是作业流程复杂。

3）干扰类处置装备。

以AUV为平台的网索干扰装备，将网索缠绕至预置武器载荷，使其无法有效释放出载荷。水声或电磁干扰装备在预置武器附近布放此类装备，干扰其通信。此类装备的优点是作业过程较隐蔽，成功率较高；缺点是作业流程复杂。

3 反预置武器重点发展技术

3.1 反预置监测技术

1）深海弱电场监测技术。

传统的水声监测范围较小，为弥补该缺点，可发展深海弱电场监测技术。该技术主要通过多个装置检测海底的电场信号，确定电场信号发射源，从而评估预置武器的布放范围[5]。

这种监测方式具有以下优点：①监测范围较大，可达数百公里；②能耗较小，可利用海水温差、海流能、波浪能自供电；③可结合反潜需求，同步开展潜艇电场监测。

2）卫星上行信号监测技术。

可采用星-地联合监测、高低轨卫星联合监测[6]等多种卫星上行信号监测方式，对水下预置武器发送至卫星的信息进行监测。

卫星上行信号监测方式覆盖范围广，可与其他监测方式相结合，对监测信息进行进一步筛选，可提高监测准确率。

3.2 反预置搜寻技术

1）大深度快速拖曳定深技术。

现有的国内外深海拖曳系统为了增加拖体的工作深度，必须限制拖曳速度，致使工作效率极低。因此，需研究大深度快速拖曳定深技术，以降低拖曳阻力，从而提高拖体在高速拖曳时的定深能力。该技术的核心在于在拖曳缆上安装流线片以减小拖曳阻力，从而使整个拖体在较快的拖曳速度下，仍可达到较深的工作深度，最终提高了整个搜寻系统的工作效率。

2）多基地声呐探测技术[7]。

目前，采用声呐探测水下预置武器，主要面临以下难点：①水下预置武器主动发出的噪声极小，无法采用被动声呐探测；②水下预置武器目标强度小，且贴近海底，采用主动声呐探测时，其回波会淹没在大面积海底回声中，难以区分；③预置武器本身不运动，也无法通过回波的多普勒将其与背景区分开来。

多基地声呐的收发基站远距离分开，在水下预置武器的探测中，主动声呐可安置于噪声辐射水平较高的水面舰平台，多台被动声呐可配置于辐射噪声水平较低的UUV上，能形成大范围的探测体系。这种探测方式具有以下优点：①多台UUV可覆盖较大的范围，提高搜寻效率；②采用多基地的探测方式，可利用水下预置武器的非后向声散射，在一定程度上改善探测效能；③可利用UUV潜深大、自噪声较低的优点改善探测成像性能。

3）基于先验知识与机器学习相结合的声呐图像计算机辅助识别技术。

以人工方式对预置武器进行识别的效率极低，因此有必要发展基于先验知识与机器学习相结合的声呐图像计算机辅助识别技术。该技术利用预置武器的先验知识，如外形、尺寸、锚系等，预先设定检测模式，在实时采集的侧扫声呐图像上检测预置武器。该技术的优点是可自主识别预置武器，无需专业人员长时间在海量数据中查找预可疑目标。

3.3 反预置处置技术

1）低张力放过技术。

以低张力放过器对预置武器实施放过截割处理，该技术的关键是放过装置仅需较小的张力就可以实现放过截割。主要优点是处置方式隐蔽，且截割执行机构可根据需求以遥控方式截割预置武器锚链；缺点是该方式实施过程较复杂。

2）灭雷弹组合制导技术。

利用灭雷弹对水下预置武器进行精确毁伤的主要难点在于灭雷弹的精确制导。因此，应突破灭雷弹组合制导技术，实现灭雷弹的高精度投放，达到精准爆破水下预置武器的目的。研究灭雷弹组合制导可借鉴鱼雷制导体制[8]，采用线导+惯导+末端自导的方式实现大深度灭雷弹制导。

4 结束语

当前我国对反预置武器系统的需求非常迫切，应尽快开展反预置武器系统的研究。该研究工作对发展我国深远海防御体系、占领未来水下无人攻防战的制高点具有重大意义。我国应针对监测、搜寻和处置水下预置武器的需求，开展反预置武器体系建设、装备研制和技术突破，从而掌握深海无人攻防战的主动权。